经椎旁肌间隙入路椎弓根螺钉固定结合硫酸钙治疗单一椎体胸腰椎骨折

doi:10.3969/j.issn.2095-4344.2017.19.006

摘要/Abstract

摘要：

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文题释义：

经椎间隙入路：1968年Wiltse等提出经多裂肌及最长肌间隙用于治疗极外侧型腰椎间盘突出症，经椎旁肌间隙入路相对传统后正中后路具有明显的优势，其避免了对椎旁肌的广泛剥离，有效的减少了术中出血；减少对周围软组织的创伤，保护了椎旁肌以及相关神经支配，明显降低了治疗后腰背痛的发生率，利于患者早期进行恢复锻炼，其操作相对传统入路更为简单，置钉相对容易。

硫酸钙：作为一种骨科填充物具有无毒、可吸收的特点，椎体压缩骨折经手术复位后其空腔需骨组织填充，以利于新生骨组织生长。硫酸钙在机体中易于吸收、降解，而且其固化速度快，聚合时的温度低，即使发生渗漏也不会因放热而损伤周围组织。

摘要

背景：胸腰椎骨折是脊柱最常见的骨折类型，传统的后正中入路对椎旁肌的广泛剥离与牵拉，椎旁肌缺血和失神经支配，导致术后腰背肌萎缩，并产生顽固性的腰背痛。而微创手术治疗越来越被广大的骨科医生所接受。

目的：探讨经椎旁肌间隙椎弓根螺钉内固定结合可注射硫酸钙骨水泥治疗单一椎体胸腰椎骨折的临床疗效。

方法：回顾性分析获得完整随访资料的52例单一椎体胸腰椎骨折不伴有神经损伤患者，根据手术入路分为2组。观察组28例，采用后路经椎旁肌间隙入路短节段椎弓根螺钉固定结合伤椎硫酸钙植入；对照组24例，采用传统后正中入路短节段椎弓根螺钉固定结合伤椎硫酸钙植入。比较2组患者的手术时间、手术出血量、住院时间：观察2组患者术前及术后1周、3个月时腰背部疼痛情况；观察2组患者术前、术后下地前和末次随访时X射线片上伤椎前缘高度百分比；记录2组患者手术并发症及内固定松动、断裂情况。

结果与结论：①52例患者均获得随访，随访时间16-24个月；②观察组手术时间、手术出血量及住院时间均少于对照组，差异均有显著性意义(P < 0.05)；③2组术后不同时点目测类比评分均低于术前(P < 0.05)；2组术后不同时间点目测类比评分比较，差异均有显著性意义(P < 0.05)。④2组患者术后下地前及末次随访时伤椎前缘高度百分比均较术前明显改善，差异均有显著性意义(P < 0.05)；2组间不同时点伤椎前缘高度比值比较，差异均无显著性意义(P > 0.05)；⑤结果提示，在严格掌握手术适应证的前提下，经椎旁肌间隙入路椎弓根螺钉固定结合硫酸钙治疗单一椎体胸腰椎骨折安全可靠，可即刻恢复伤椎前缘高度，减轻疼痛，远期疗效满意。和传统后正中入路手术相比，手术时间更短，术中出血量更少。

中国组织工程研究杂志出版内容重点：人工关节；骨植入物；脊柱；骨折；内固定；数字化骨科；组织工程
ORCID: 0000-0001-5124-1531(占方彪)

关键词: 骨科植入物, 脊柱植入物, 胸腰椎骨折, 椎弓根钉, 硫酸钙, 椎旁肌, 微创

Abstract:

BACKGROUND: Thoracolumbar fracture is most common seen in spinal fractures. The paraspinal muscle

is subjected to extensive detachment and traction in traditional posterior approach, so the muscular ischemia and denervation lead to muscle atrophy further inducing intractable low back pain. Thereafter, minimally invasive spinal surgery becomes more and more popular.

OBJECTIVE: To investigate the clinical efficacy of pedicle screw fixation through Wiltse approach combined with injectable calcium sulfate bone cement for single-level thoracolumbar fracture.

METHODS: Clinical data of 52 patients with single-level thoracolumbar fracture without nerve injury were analyzed retrospectively, and were then assigned to observation (n=28) and control groups (n=24) according to the treatment method. The patients in the observation group were treated with pedicle screw fixation through Wiltse approach plus implanted with injectable calcium sulfate bone cement, and those in the control group were subjected to pedicle screw fixation through posterior approach plus implanted with injectable calcium sulfate bone cement. The operation time, blood loss and hospitalization time were compared between two groups. The low back pain was observed at baseline, 1 week and 3 months postoperatively, and the percentage of anterior vertebral height revealed on X-ray was observed at baseline, before ambulation, and during last follow-up. Moreover, the complications, loosening and rupture of the screws were recorded.

RESULTS AND CONCLUSION: (1) All patients were followed up, and the follow-up time was 16-24 months. (2) The operation time, blood loss and hospitalization time in the observation group were significantly less than those in the control group (P < 0.05). (3) The postoperative visual analogue scale scores in the two groups were significantly lower than those before surgery, and the scores showed significant differences between two groups (P < 0.05). (4) The percentage of anterior vertebral height before ambulation and during last follow-up in the two groups was significantly improved, and the percentage showed significant difference between two groups at each time point (P < 0.05). (5) These findings suggest that based on strict indications, the pedicle screw fixation through Wiltse approach combined with injectable calcium sulfate bone cement is safe for single-level thoracolumbar fracture, which restores the anterior vertebral height rapidly, alleviates pain and exhibits satisfactory long-term efficacy. Furthermore, it holds shorter operation time and less blood loss than the traditional approach.

中国组织工程研究杂志出版内容重点：人工关节；骨植入物；脊柱；骨折；内固定；数字化骨科；组织工程

Key words: Thoracic Vertebrae, Lumbar Vertebrae, Calcium Sulfate, Fracture Healing, Tissue Engineering

中图分类号:

R318

占方彪，王诗军，程军，冯世龙，谢鲤钟，李波，张友. 经椎旁肌间隙入路椎弓根螺钉固定结合硫酸钙治疗单一椎体胸腰椎骨折[J]. 中国组织工程研究, 2017, 21(19): 2986-2992.

Zhan Fang-biao, Wang Shi-jun, Cheng Jun, Feng Shi-long, Xie Li-zhong, Li Bo, Zhang You. Pedicle screw fixation through Wiltse approach combined with injectable calcium sulfate bone cement for single-level thoracolumbar fracture [J]. Chinese Journal of Tissue Engineering Research, 2017, 21(19): 2986-2992.

图/表（结果） 5

2.1 参与者数量分析 试验纳入患者共52例，观察组28例，对照组24例，随访过程中无脱失，均进入结果分析。分组流程图见图1。

2.2 围手术期指标观察结果 本组52例患者均获得随访，随访时间16-24个月。观察组手术时间、手术出血量及住院时间均少于对照组，差异均有显著性意义(P < 0.05)，见表2。

术后1周试验组与对照组腰背部疼痛目测类比评分差异有显著性意义(P < 0.05)，见表3。术后2组患者均予以常规抗生素预防切口感染48 h，切口引流量小于100 mL/24 h时拔除切口引流管。

2.3 出院后随访观察结果 术后3个月随访时，观察组患者的腰背部疼痛目测类比评分明显小于对照组，差异有显著性意义(P < 0.05)，见表3。

2组患者术后下地前及末次随访时伤椎前缘高度百分比均较术前明显改善，差异均有显著性意义(P < 0.05)； 2组术前、术后下地前及末次随访时伤椎前缘高度比值比较，差异均无显著性意义(P > 0.05)，见表4。

2.4 典型病例分析

病例1：男性患者，41岁，因车祸外伤致胸背部疼痛伴活动受限2 h就诊，急诊行X射线检查提示L₁椎体压缩骨折。入院行腰椎CT、MR检查进一步明确诊断，提示为腰1椎爆裂骨折，椎管轻度占位，患者腰背部疼痛目测类比评分8分。患者伤后第4天采用椎旁肌间隙入路并椎弓根钉棒系统内固定结合伤椎注入硫酸钙治疗，治疗后3 d复查腰椎正侧位X射线片。治疗后18个月随访疼痛目测类比评分1分，骨折愈合良好，内固定未见松动及断钉短棒，见图2-4。

病例2：患者，57岁男性，因高处坠落伤致腰背部疼痛8 h入院。入院行腰椎正侧位X射线片、MR检查提示L₁椎压缩性骨折，疼痛目测类比评分7分。患者采用椎旁肌间隙入路并椎弓根钉棒系统内固定结合伤椎注入硫酸钙治疗，治疗后3 d复查腰椎正侧位X射线片及腰椎CT。腰椎CT可见硫酸钙少量渗入椎管，患者无神经症状，治疗后3个月随访疼痛目测类比评分0分，骨折愈合良好，内固定未见松动及断钉断棒，见图5-8。

2.5 不良事件 本组52例患者中术后腰椎CT扫描发现无螺钉误入椎管，所有患者术后均无切口感染，切口积血等并发症。术后CT发现2例患者出现硫酸钙渗入椎管，发生率4%(2/52)，但术后均无神经症状，术后3个月复查时硫酸钙已完全吸收。所有患者随访期间未出现螺钉松动、断裂。

2.6 可能影响结果的因素 本研究2组患者手术并非由同一组手术医生完成，因此术中出血量、手术时间及伤椎复位效果可能有人为偏倚。

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引言

胸腰段椎体骨折是脊柱骨折中的最常见类型，传统治疗方法多以后路椎弓根螺钉内固定作为主要的治疗方案^[1-2]。传统后路包括伤椎上下相邻椎体椎弓根螺钉固定被广泛使用^[3-4]，但椎体高度丢失，后凸畸形复发和内固定物断裂、松动的并发症很高^[5-6]。研究发现在传统后路手术后患者中出现了腰背肌退变^[7-8]，而且很多患者遗留有持续性的腰背痛^[9]。在1968年，Wiltse首先描述了一个经过骶棘肌裂的脊柱后路入路，即经过多裂肌和最长肌之间的肌间裂达到脊柱的小关节外侧，经过该入路进行脊柱后路的手术操作具有出血少，组织分离少和创伤小的优点^[10-13]，符合微创脊柱外科手术的理念。使用微创技术降低了术中出血量和术后疼痛，同时获得了在影像学结果上和传统手术相似的畸形矫正结果^[14]。在较大的脊柱外科手术中，出血量大于2 000 mL可能是术后感染因素之一^[15-16]，微创技术的使用可以使脊柱外科手术出血量明显减少^[17]。手术后腰背肌功能取决于术中使用牵拉系统牵拉肌肉的时间^[18-19]。定量测定肌肉组织损伤的程度就是肌酸激酶水平^[20]。由于传统的后正中入路对椎旁肌的广泛剥离与牵拉，椎旁肌缺血和失神经支配，导致术后腰背肌萎缩，并产生顽固性的腰背痛。近年来国内外学者将经皮椎弓根螺钉内固定用于治疗胸腰椎骨折，取得了良好的临床疗效^[21-22]。虽然经皮螺钉内固定是一项成熟的技术，但这项技术在实施之前仍然需要特别的设备和较长的学习曲线^[23]，较高的螺钉误植并发症和大剂量的放射线暴露导致这项技术进展缓慢^[24-27]。在此背景下，文章选择重庆三峡中心医院骨科2011年7月至2014年9月收治并获得完整随访资料的52例单一椎体胸腰椎骨折不伴有神经损伤的患者，采用后路经椎旁肌间隙入路短节段椎弓根螺钉固定结合伤椎硫酸钙植入，疗效较为满意，并与传统后正中入路进行对比。

中国组织工程研究杂志出版内容重点：人工关节；骨植入物；脊柱；骨折；内固定；数字化骨科；组织工程

材料方法

1.1 设计 对比观察试验。

1.2 时间及地点 于2011年7月至2014年9月在重庆三峡中心医院骨科完成。

1.3 材料 文中所使用的椎弓根螺钉内固定系统由山东威高骨科材料股份有限公司提供，商品名为SINO，名称：万向复位螺钉，型号规格：(6.0-6.5)×45加长臂球型。产品批号：161101950。其属于脊柱内固定系统，该系统内植物由螺钉、预弯钛棒和螺塞组成，通过系统辅助工具，小切口微创置入体内，起到对椎体压缩性骨折撑开复位及固定的作用，提高螺钉强度和拧入速度，其材质为钛合金，其具有较好的耐腐蚀性及较高的强度，该内固定系统具有较好的组织相容性，在人体不会被腐蚀且不会产生毒副反应，比如致癌性、致畸等，较高的强度使植入椎体内的螺钉不容易疲劳断裂。

硫酸钙由美国WRIGHT公司提供，为高纯度α-晶体结构硫酸钙，其生物兼容性好，在机体中易于吸收、降解，而且其固化速度快，聚合时的温度约为30 ℃，即使发生渗漏也不会因放热而损伤周围组织。

1.4 对象 纳入2011年7月至2014年9月重庆三峡中心医院骨科收治并获得完整随访资料的单一椎体胸腰椎骨折不伴有神经损伤患者52例，依照手术入路的不同分为2组。观察组28例采用后路经椎旁肌间隙入路短节段椎弓根螺钉固定结合伤椎硫酸钙植入，其中男16例，女12例，年龄(42.6±5.4)岁。对照组24例采用短节段椎弓根螺钉固定结合伤椎硫酸钙植入，患者男13例，女9例，年龄(42.9±6.5)岁。2组患者一般资料比较差异无显著性意义(P > 0.05)，见表1。所有患者按 AO分型，A2型15例，A3型37例。受伤至手术时间3-10 d，平均5.2 d。胸腰椎损伤分型和严重评分4-7分^[28]，平均5.6分。所有患者均在术前完成腰椎正侧位X射线片、MRI和CT扫描。术前根据 MRI和CT初步确定胸腰椎骨折类型，伤椎椎弓根完整性及胸腰椎损伤分型和严重评分。术后患者出院前拍摄腰椎正侧位X射线片，腰椎CT了解术后硫酸钙植入情况及术后螺钉位置。术后3个月随访及术后末次随访时拍摄腰椎正侧位X射线片及腰椎CT。

诊断标准：需行椎弓根螺钉内固定结合硫酸钙植入手术的胸腰椎骨折患者诊断标准：①患者伤椎压缩程度X射线片显示大于30%；②胸腰椎损伤分型和严重评分4分及以上；③患者有明确的暴力外伤史，MRI显示为新鲜骨折。

纳入标准：①符合上述诊断标准的无神经损伤的胸腰椎骨折患者；②椎弓根单侧或双侧完整；③患者积极配合手术治疗，依从性高并能够获得满意的临床随访和影像学资料；④患者对治疗及试验方案知情同意，且得到医院伦理委员会批准。

排除标准：①严重骨质疏松症的患者；②不能耐受胸腰椎骨折椎弓根螺钉内固定结合硫酸钙植入手术和麻醉的患者；③失访患者。

1.5 方法 全身麻醉后，将患者取俯卧位，双侧胸部及髂前垫枕，腹部悬空，腰背部术区常规消毒铺巾。用C臂机透视定位骨折椎体的椎弓根并进行标记。以标记为中心做后正中10-12 cm切口，依次切开皮肤和皮下组织。

观察组沿棘突的两边旁开约2.0 cm切开腰背筋膜，于多裂肌以及最长肌间隙中分离，以暴露腰椎“人”字嵴顶点及胸椎上关节突与横突交界处进针点，于骨皮质开口后用开路锥凭借术者手部感觉进行推进，探查四壁及底部均为骨质后插入定位针，在透视位置满意后，用五至六枚椎弓根钉(长度35-50 mm，直径5.5-6.0 mm，山东威高)撑开复位固定。于伤椎椎弓根完整一侧经椎弓根安置人工替代骨植入通道，在C形臂X射线机透视引导下，经后路固定切口向骨折椎体空隙中置入穿刺套管，缓慢注入搅拌成糊状的硫酸钙人工替代骨3.5-4.5 mL(WRIGHT公司)，平均 4.0 mL，C臂明确硫酸钙植入弥散满意。若伤椎对侧椎弓根完整可同样方法置入1枚经皮螺钉。

对照组应用传统术式，即按传统后正中入路分别切开皮肤、皮下组织以及腰背筋膜，注意保留棘上韧带，然后注意沿棘突两侧上剥离椎旁肌从胸腰椎后部结构。暴露两侧椎板及关节突，用6枚椎弓根螺钉(长度35-50 mm，直径5.5-6.0 mm，山东威高)进行撑开复位固定。同样方式植3.5-4.5 mL(WRIGHT公司，平均4.0 mL)的硫酸钙液态骨。冲洗止血后，安置切口引流管2根。逐层缝合切口，无菌敷料包扎。

1.6 主要观察指标 详细记录术前及术后1周、3个月腰痛的目测类比评分^[29]，记录患者术后骨折愈合率，术后影像学指标(伤椎椎体前缘高度百分比)。

影像学观察指标于术前、术后3个月、终末随访时进行X射线片检查，分别测量伤椎前缘高度与正常椎体前缘高度比值，伤椎前缘百分比在X射线片上测定，其中伤椎前缘高度百分比=伤椎前缘高度/伤椎上下相邻椎体前缘平均高度×100%。

1.7 统计学分析 采用SPSS 17.0统计学软件分析处理，所有的统计检验均采用双侧检验，计量资料用x(_)±s表示，2组间比较采t 检验；计数资料组间比较使用χ²检验，以P < 0.05为差异有显著性意义。

中国组织工程研究杂志出版内容重点：人工关节；骨植入物；脊柱；骨折；内固定；数字化骨科；组织工程

讨论

3.1 胸腰椎骨折经肌间隙入路椎弓根螺钉内固定的优势 后路短节段椎弓根螺钉内固定术是治疗胸腰椎骨折的传统手术方式，可使骨折复位、椎体高度恢复，缓解脊髓压迫状况，而且能最大限度地保留脊柱运动节段^[28^，^30]。而传统的后路手术需要广泛剥离和长时间牵拉脊柱两旁的肌肉、肌筋膜和韧带，容易引起肌肉缺血坏死和纤维化，导致术后出现长期腰背部僵硬与疼痛，降低手术疗效^[19]。传统开放性手术在治疗胸腰椎不稳定和退变性侧弯方面已被脊柱外科医生广泛接受，但同时伴有更高的手术感染率、更多的出血量、更多的椎旁肌肉损伤、椎旁肌去神经化以及更长的手术时间和住院时间^[31-33]。因此，如何最大限度的减轻手术所致的副损伤一直是广大临床脊柱外科医生努力的方向。1968年Wiltse等^[10]提出经多裂肌及最长肌间隙用于治疗极外侧型腰椎间盘突出症，又于1988年发表文章报道了经此入路治疗胸腰段脊柱骨折^[11]。这种入路比较简单，于脊柱后正中线旁2 cm切开皮肤、皮下、腰背筋膜，沿肌问隙用手指进行纵行触探、钝性分离至关节突和横突，剥离关节突外侧部分后，腰椎采用“人字嵴”定位，胸椎采用关节面外侧缘与横突中线或上1/3水平线的交点定位，即可置入椎弓根螺钉。传统后正中入路手术方式的缺点包括对椎旁肌的广泛剥离，电刀的热烧伤和长时间拉钩的机械性压迫，而这些缺点都可以通过椎旁肌入路方式避免^[34]。而国内临床研究也证实，经椎旁肌间隙入路相对传统后正中后路具有明显的优势，其避免了对椎旁肌的广泛剥离，有效的减少了术中出血^[35-37]；减少对周围软组织的创伤，保护了椎旁肌以及相关神经支配，明显降低了治疗后腰背痛的发生率，利于患者早期进行恢复锻炼，其操作相对传统入路更为简单，置钉相对容易，体现了微创的思想，提高了临床疗效。椎旁肌间隙入路主要的优点如下：①显露便捷，直达关节突、横突，置钉点暴露清楚，因此置钉的准确率高，节约了手术时间；②操作在椎旁肌间隙进行，术后肌肉自然靠拢闭合间隙，避免术后椎旁空腔形成，术后引流量少，观察组无切口积血及感染发生；③椎弓根钉棒位于正常解剖间隙，良好地避免了对肌肉组织的牵拉、压迫，减少了组织缺血及坏死发生的概率，避免术后腰背疼痛、僵硬等问题的发生；④无需剥离椎旁肌止点，最大限度地保持了脊柱后部的稳定结构，有效地避免术后远期医源性腰椎不稳的发生。本组28例病例术后各时间点观察组腰痛目测类比评分均小于对照组，差异有显著性意义。观察组手术时间、手术出血量及住院时间均少于对照组，差异均有显著性意义。

生物力学试验证实，在胸腰椎爆裂性骨折模型上，采用跨伤椎4枚多轴椎弓根螺钉内固定的稳定性显著性增加，但是与跨伤椎4枚单轴椎弓根螺钉内固定相比，在前屈、后伸运动方向上的固定强度较弱^[38]。生物力学研究证实结合伤椎椎弓根螺钉可以显著增加生物力学稳定性，与跨伤椎4枚多轴椎弓根螺钉内固定相比，结合伤椎椎弓根螺钉的6枚多轴椎弓根螺钉内固定在前屈、后伸、左右侧屈和左右旋转各个方向上的固定强度明显提高^[39]。由于经椎旁肌间隙入路不破坏脊柱后方韧带复合体，因此不利于行椎板减压及横联安置，不适于长节段固定，故对于胸腰椎骨折伴有神经损伤、旋转脱位的患者选择此种入路需慎重。本研究观察组28例选择经椎旁肌间隙入路椎弓根螺钉内固定手术治疗，患者均无神经症状，椎管内无旋转骨折块，手术方式均采用结合伤椎椎弓根螺钉的五至六枚多轴椎弓根螺钉内固定。经肌间隙入路椎弓根螺钉内固定治疗单一椎体胸腰椎骨折不需要进行后外侧植骨融合，所以本组病例在末次随访骨折愈合后取出内固定，这样不仅可以避免内固定松动断裂，而且可以保留相应的运动节段。

3.2 可注射硫酸钙伤椎植骨的特点 可注射硫酸钙为高纯度α晶体结构硫酸钙，其生物兼容性好，在机体中易于吸收、降解，而且其固化速度快，聚合时的温度约为30 ℃，即使发生渗漏也不会因放热而损伤周围组织^[30]。目前用于椎体成形术的填充材料包括聚甲基丙烯酸甲酯、磷酸钙骨水泥以及可注射硫酸钙等。聚甲基丙烯酸甲酯具有的诱导性、生物兼容性差，而且其单体具有毒性，产生的热量易损伤机体正常组织^[32]，磷酸钙骨水泥具有较好的生物兼容性和诱导性，但降解缓慢，会长期存在于机体中，造成不可预测的损害^[40]。可注射硫酸钙现在被广泛用于骨折椎体前柱的强化^[41-42]，然而，可注射硫酸钙在椎体内吸收的速度快于椎体内新生骨形成的速度，这就导致了伤椎骨缺损内不成熟骨组织的形成^[43-44]。Bu等^[45]认为接受短节段后路内固定联合硫酸钙骨水泥椎体成形术治疗胸腰椎压缩性骨折的患者伤椎高度和后凸角度均有丢失，并且可能出现骨折不愈合、内固定失效、骨水泥渗漏以及椎间盘真空现象等并发症。分析其原因可能与短节段固定有关(均为4枚螺钉)。本研究2组患者末次随访伤椎高度较术前相比明显增加，伤椎高度无明显丢失。未出现断钉断棒的并发症，考虑可能与五至六枚螺钉三平面固定避免了平行四边形效应及悬挂效应有关。

综上所述，2组患者的治疗结果提示，在严格掌握手术适应证的前提下，经椎旁肌间隙入路椎弓根螺钉结合硫酸钙治疗单一椎体胸腰椎骨折安全可靠，可即刻恢复伤椎前缘高度，减轻疼痛，远期疗效满意，注入硫酸钙可获得较高的骨折愈合率。和传统后正中入路手术相比，手术时间更短，术中出血量更少，值得临床应用和推广。

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